钾离子电池（KIBs）因其丰富的钾资源而被认为是一种低成本的电化学储能技术。然而，KIBs的实际应用仍然受到负极材料较差电化学性能的严重影响，在钾化−脱钾过程中，负极材料的体积变化较大，限制了其循环寿命。
基于此，北京航空航天大学朱禹洁教授，郭林教授，浙江大学王江伟研究员报道了将低成本硫化聚丙烯腈（S-PAN）作为一种有吸引力的KIBs负极候选材料。
文章要点
1）研究人员以商品聚丙烯腈和单质硫为原料，采用一步热聚合法制备了S-PAN。
2）研究发现，S-PAN的储钾容量高达569 mAh g(S-PAN)−1，具有较出色的倍率性能和循环稳定性（1500次循环后无容量损失，运行时间约为188天）。详细的非原位光谱和原位显微表征表明，S-PAN优异的电化学性能归因于其共价C−S和S−S键的高度可逆性，这些键在钾化-脱钾过程中反复断裂-再聚合，而体积变化相对较小（小于24.2%）。
3）由高电压K2MnFe(CN)6正极和大容量S-PAN负极组成的全电池具有诱人的能量密度（290.9 WH kg−1）和长期循环稳定性（1200次循环，容量保持率95.4%）。鉴于负极和正极材料的高性能和低成本，这种全电池被认为是一种具有竞争力的储能技术，适用于电网规模的应用。
参考文献
Leqing Deng, et al, Sulfurized Polyacrylonitrile as a High-Performance and Low-Volume Change Anode for Robust Potassium Storage, ACS Nano
DOI: 10.1021/acsnano.1c07990
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c07990
